Биология · базовый уровень · 7 класс · Урок 8

Семейства цветковых II: лилейные и злаки

Разберём, как устроены цветки лилии и колос злака, почему зерновка — плод и чем культурные виды отличаются от дикорастущих родственников.

Систематические группы растений

Федеральная программа · базовый уровень · 7 класс

Систематические группы растений

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

Характерные признаки однодольных семейств Лилейные и Злаки
Дикорастущие и культурные представители
Строение цветка, соцветия и плода
Значение злаков и лилейных для человека и природных сообществ

Схема-таблица семейственных признаков напоминает, что лилейные и злаки определяют по разным наборам органов; отдельные виды могут отличаться от типичного образца.

Как это устроено

У лилии заметный цветок с шестью сходными листочками околоцветника; у типичного злака цветки мелкие, собраны в колоски и не имеют столь яркого околоцветника. Оба семейства относятся к однодольным, но общая одна семядоля не отменяет различий строения и опыления. Семейство устанавливают по нескольким признакам, а не по форме одного листа.

Сначала найдите отдельный цветок. У лилии шесть сходных внешних листочков составляют простой околоцветник; внутри обычно заметны шесть тычинок и пестик. Шесть листочков не означают шесть отдельных цветков. У тюльпана сходный школьный набор признаков, но конкретный экземпляр может иметь отклонения: описание семейства — не обещание, что каждый цветок без исключения устроен одинаково.

У многих злаков листья узкие и имеют влагалище, охватывающее стебель. Соломина разделена на узлы и междоузлия; соцветие бывает сложным колосом, метёлкой и другими формами. Отдельный колосок не является зерном: после развития из завязи формируется плод-зерновка. Пшеница, рис и кукуруза дают зерно, но их соцветия заметно отличаются.

Чтобы не спутать уровни строения злака, двигайтесь от крупного к мелкому: растение → соцветие → колосок → цветок → завязь → зерновка после созревания. У пшеницы сложный колос собран из колосков; каждый колосок содержит цветки. У овса соцветие разветвлённое — метёлка. Следовательно, слова «колосок», «цветок» и «зерновка» не взаимозаменяемы, даже если на фотографии зрелого растения они выглядят как одна небольшая деталь.

Луковица тюльпана — видоизменённый побег с укорочённым стеблем-донцем, листьями-чешуями и почкой. Она помогает пережить сезон и возобновить рост. Не переносите этот признак на все лилейные или на все однодольные: строение подземных органов разнообразно.

Лук тоже образует луковицу, но один похожий запасающий орган не делает его близким к лилии на уровне семейства. В современной системе род Лук (Allium) относят к Амариллисовым, а лилии и тюльпаны — к Лилейным. В некоторых старых школьных схемах границы «Лилейных» были шире. При работе с определителем уточняйте, о какой классификации идёт речь, и проверяйте цветок, плод и происхождение признаков, а не только подземный орган.

Культурные злаки дают значительную часть пищевых запасов человечества, а дикорастущие злаки образуют травяной покров лугов и степей. При определении растений важно видеть и дикорастущих представителей, а не изучать только поле пшеницы. Отбор сортов меняет размер, количество и свойства зерновок, но не превращает злак в другое семейство.

Плод-зерновка отличается от отдельного семени тем, что у него есть околоплодник, тесно связанный с семенной кожурой. При бытовом осмотре эти слои трудно отделить, поэтому слово «зерно» легко сбивает с толку. Учебный разрез и схема развития из завязи помогают ответить точнее; не нужно пытаться оторвать тонкие покровы ногтями и считать отсутствие видимой границы доказательством её отсутствия.

Свяжем Лилейные с конкретным плодом: у лилии царственной Lilium regale после успешного развития завязи формируется сухая коробочка с семенами. Она раскрывается при созревании, в отличие от сочной ягоды. Показанное ботаническое название относится к одному виду; бытовое слово «лилия» может применяться к растениям других семейств, а декоративные сорта могут не образовать семян. Крупные цветки выращивают для украшения и срезки; луковица — вегетативный орган, не плод. Готовая таблица плодовых типов ниже позволяет сопоставить коробочку с ягодой, костянкой, многокостянкой и семянкой.

Конкретный злак — ежа сборная Dactylis glomerata: её многолетние побеги и листья используют как кормовую массу на пастбище или для сена; растение может встречаться и вне посева. Пшеницу выращивают ради зерновок, из которых получают муку. Кормовой злак, зерновой злак и декоративная лилия иллюстрируют разные используемые органы и свойства, а не одно назначение всех однодольных. Дикорастущий образец нельзя объявлять безопасным кормом по одному признаку семейства.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Семейство Лилейные

Группа однодольных цветковых растений, у типичных представителей которой цветок имеет простой околоцветник с шестью листочками, обычно шесть тычинок и пестик.

Пример: Лилия и тюльпан изучаются как представители лилейных в школьной системе.

Важно: Названия и границы некоторых близких семейств в современной системе уточнены; лук и чеснок сейчас обычно относят к амариллисовым, а не к лилейным.

Простой околоцветник

Околоцветник, части которого не разделены ясно на чашечку и венчик; листочки могут быть похожи друг на друга по форме и окраске.

Пример: У типичного цветка лилии заметны шесть сходных листочков околоцветника.

Луковица

Укороченный подземный побег с донцем и мясистыми запасающими чешуями, из которого может развиваться новый надземный побег.

Пример: У тюльпана вещества накапливаются в чешуях луковицы, а не в утолщённом корне.

Семейство Злаки (Мятликовые)

Группа однодольных травянистых растений с характерными узлами и междоузлиями стебля, узкими листьями, мелкими цветками в колосках и плодом-зерновкой.

Пример: Пшеница, рожь, рис, кукуруза и многие луговые травы относятся к злакам.

Соломина

Типичный стебель многих злаков с выраженными узлами и междоузлиями, которые у ряда видов полые; строение может различаться у разных злаков.

Пример: На стебле пшеницы можно различить плотные узлы и удлинённые междоузлия.

Колосок

Небольшая структурная единица соцветия злаков с одним или несколькими цветками, окружёнными специальными чешуями.

Пример: Сложный колос пшеницы состоит из множества колосков, а не из одного цветка.

Листовое влагалище

Нижняя часть листа злака, которая охватывает стебель. Выше располагается листовая пластинка; граница между ними помогает увидеть, что узкий лист состоит не из одной только пластинки.

Пример: У пшеницы осторожно проследите узкую пластинку вниз: её основание охватывает соломину. Это влагалище листа, а не отдельный стебелёк.

Метёлка злака

Разветвлённое соцветие, на веточках которого располагаются колоски. Это одна из форм организации соцветий злаков, отличная от сложного колоса.

Пример: У овса колоски находятся на веточках метёлки, а у пшеницы — на оси сложного колоса. Оба растения относятся к злакам.

Зерновка

Сухой обычно односемянный невскрывающийся плод злаков, в котором покровы плода и семени тесно связаны.

Пример: Пшеничное зерно — зерновка: внутри целого плода находится семя с зародышем и запасом веществ.

Опыление ветром

Перенос пыльцы воздушными потоками к подходящим женским структурам; у многих злаков он связан с большим количеством пыльцы и невзрачными цветками.

Пример: Пыльца ржи может переноситься ветром между цветками, хотя у разных злаков способы опыления различаются.

Важно: Не все злаки обязательно опыляются только перекрёстно; у отдельных культур возможно самоопыление.

Культурное растение

Растение, которое человек выращивает и отбирает ради нужных свойств; культурные формы могут сильно отличаться от дикорастущих родственников.

Пример: Пшеница выращивается ради зерновок, а многие луговые злаки растут без посева человеком.

Ягода (ботанический тип плода)

Сочный плод с мясистым околоплодником без выделенной твёрдой косточки; семена расположены в мякоти. Число семян и окраска могут различаться.

Пример: Плод томата — ягода, а плод малины — многокостянка.

Важно: Ботаническое название не гарантирует съедобности.

Коробочка

Сухой плод из завязи с несколькими сросшимися плодолистиками, раскрывающийся при созревании и освобождающий семена.

Пример: У лилии царственной Lilium regale развивается коробочка.

Важно: Она не равна коробочке-спорангию мха: у лилии внутри семена, у мха — споры.

Костянка

Плод, у которого внутренний слой околоплодника образует твёрдую косточку, окружающую семя, а средний слой обычно мясистый.

Пример: У вишни внутри косточки находится семя; сама косточка — часть плода.

Многокостянка

Сборный плод из нескольких маленьких костянок, развивающихся из отдельных пестиков одного цветка.

Пример: У малины каждая маленькая костянка имеет свой твёрдый внутренний слой и семя.

Важно: Сборный плод одного цветка отличается от соплодия, образованного несколькими цветками.

Семянка

В школьной терминологии сухой нераскрывающийся плод с одним семенем, у которого околоплодник не срастается с семенной кожурой.

Пример: Подсолнечная «семечка» с оболочкой — целый плод, а не одно голое семя.

Важно: У Астровых специальный термин — ципсела. У зерновки злака околоплодник и семенная кожура срастаются.

Пример по шагам

Ученик взял пшеничное зерно и сказал: «Это одно семя без плода». Как проверить?

Найдите зародыш и запасающую часть на готовом разрезе зерна.
Учтите, что наружные покровы включают ткань плода и семени, тесно связанные у зерновки.
Назовите целый объект плодом-зерновкой, внутри которого находится одно семя.

Вывод: Пшеничное зерно в ботаническом смысле — плод-зерновка, а не открытое голое семя.

Практическая работа

Определяем лилейное и злак по образцам

Получите безопасные изображения или гербарий цветка тюльпана и соцветия пшеницы либо местного злака.
Сравните околоцветник, тычинки, расположение мелких цветков, стебель с узлами и плоды; не заполняйте невидимый признак догадкой.
Составьте два коротких диагностических описания и отметьте, какой дополнительный орган помог бы проверить семейство.

Что можно заключить: Лилейные и злаки различают по совокупности цветочных, соцветных, плодовых и вегетативных признаков.

Безопасность: Не собирайте редкие растения; работайте с гербарием или фотографиями, не ешьте обработанное зерно из учебной коллекции.

Практическая работа

Плод или семя: различаем пять типов по строению

Учебные модельные данные — не результаты реального опыта

Если таблица шире экрана, прокрутите её по горизонтали.

Отличительные признаки пяти плодовых типов
Тип	Как различать	Пример
Ягода	Обычно сочный плод; околоплодник мясистый, без отдельного каменистого внутреннего слоя-косточки; семена лежат в мякоти	Томат — Solanum lycopersicum
Коробочка	Сухой плод из завязи с несколькими сросшимися плодолистиками; при созревании раскрывается и освобождает семена	Лилия царственная — Lilium regale, семейство Лилейные
Костянка	Плод с мясистой частью и твёрдым внутренним слоем околоплодника — косточкой, внутри которой находится семя	Вишня обыкновенная — Prunus cerasus
Многокостянка	Сборный плод из нескольких маленьких костянок; они развиваются из отдельных пестиков одного цветка	Малина обыкновенная — Rubus idaeus
Семянка (школьное название)	Сухой нераскрывающийся односемянный плод; околоплодник не срастается с семенной кожурой	Подсолнечник однолетний — Helianthus annuus; у Астровых точное специальное название такого плода — ципсела

Это авторские карточки строения, а не руководство по съедобности. Для определения плода важны строение и происхождение; один цвет, размер или вкус не дают ответа. У лилии показан конкретный вид, а не все Лилейные.

Классифицируйте по карточкам: А — плод томата с мясистым околоплодником и несколькими семенами; Б — сухой плод лилии царственной, при созревании раскрывающийся; В — плод вишни с мясистой средней частью и твёрдой внутренней косточкой; Г — плод малины из множества маленьких костянок одного цветка; Д — сухой односемянный плод подсолнечника с отделяемой оболочкой плода.
Для карточек В и Д отделите семя от части околоплодника. Сравните семянку с зерновкой пшеницы, у которой околоплодник срастается с семенной кожурой.
Верно ли, что вся бытовая «ягода» является ягодой в ботанике, а у любого лилейного обязательно плод-ягода? Ответ обоснуйте конкретным видом.

Что можно заключить: А — ягода, Б — коробочка, В — костянка, Г — многокостянка, Д — семянка в школьной терминологии. Косточка вишни — внутренний слой плода, семя находится внутри. Оболочка подсолнечной «семечки» — часть плода, под ней отдельное семя; у зерновки плодовая и семенная оболочки срослись. Малина — многокостянка, хотя в быту её называют ягодой. У лилии царственной плод-коробочка; название семейства само по себе не задаёт единственный тип плода.

Безопасность: Используйте готовые карточки; неизвестные и декоративные плоды не пробуйте и не давайте животным.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.